【题目】Hedgehog基因(H)广泛存在于无脊椎动物和脊椎动物中,在胚胎发育中起重 要作用。我国科研工作者利用基因敲除和核酸分子杂交技术,研究了H基因在文昌鱼 胚胎发育中的作用。
(1)研究者使用了两种TALE蛋白对文昌鱼的H基因进行敲除。TALE蛋白的结构是人工 设计的,蛋白质的中央区能够结合H基因上特定的序列,F区则能在该序列处将DNA双链切开如图1所示。
①根据_______设计出其氨基酸序列,再根据氨基酸序列对应的密码子序列推测岀编码 TALE蛋白的DNA序列,人工合成DNA序列之后,再以其为模板进行转录生成 mRNA。
②将两种mRNA用 _______法导入文昌鱼的卵细胞中,然后滴加精液使卵受精,此受精 卵发育成的个体为F0代。
③F0代个体细胞内被两种TALE蛋白处理过的DNA,经________催化重新连接后,H 基因很可能因发生碱基对的_______而丧失功能,基因丧失功能则被称为“敲除”。
(2)提取F0代胚胎细胞DNA,通过________体外扩增H基因,用________进行切割,电 泳后用______为探针进行DNA分子杂交,实验结果如图2所示。图中样品________代表的F0个体中部分H基因己被敲除。研究者发现,在F0个体产生的所有配子中,通常只有部分配子的H基因被敲除,可能的原因是__________。
【答案】TALE蛋白的功能 显微注射 DNA连接酶 缺失 PCR技术 BsrGⅠ酶 放射性同位素(或荧光)标记的目的基因片段 2 F0受精卵中成对的H基因中仅一个被敲除(F0胚胎中仅部分细胞的H基因被敲除、细胞中H基因未被敲除)
【解析】
分析图1:被两种TALE蛋白处理过的DNA重新连接后,缺失了BsrGⅠ识别位点。
分析图2:H基因中含有一个BsrGⅠ识别位点,能被BsrGⅠ切割形成两种不同长度的DNA片段,而H基因被敲除后会缺失BsrGⅠ识别位点,不能被BsrGⅠ识别和切割。样品1中有两种长度不同的DNA,说明其代表的个体中H基因没有被敲除,样品2中含有3种长度不同的DNA片段,说明其代表的F0个体中部分H基因已被敲除。
(1)①蛋白质工程的基本程序:预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列(基因)。因此人工设计TALE蛋白时,应该先根据TALE蛋白的功能设计出其氨基酸序列,再根据氨基酸序列对应的密码子(mRNA)序列推测出编码TALE蛋白的DNA序列,人工合成DNA序列之后,再以其为模板进行转录生成mRNA。
②将两种mRNA导入动物细胞(文昌鱼的卵细胞)最有效的方法是显微注射法。
③由图可知,被两种TALE蛋白处理过的DNA经过DNA连接酶重新连接后,缺失了BsrGⅠ识别位点,即发生碱基对的缺失,H基因很有可能因此而丧失功能,基因丧失功能则被称为“敲除”。
(2)体外扩增目的基因可采用PCR技术;H基因中含有一个BsrGⅠ识别位点,因此可用BsrGⅠ酶切割H基因;探针是指放射性同位素(或荧光)标记的目的基因片段;样品1中有两种长度不同的DNA,说明其代表的个体中H基因没有被敲除,样品2中含有3种长度不同的DNA片段,说明其代表的F0个体中部分H基因已被敲除。在F0个体产生的所有配子中,通常只有部分配子的H基因被敲除,可能的原因是F0受精卵中成对的H基因中仅一个被敲除(F0胚胎中仅部分细胞的H基因被敲除、细胞中H基因未被敲除)。
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【题目】下图表示反射弧和神经纤维局部放大的示意图,相关说法不正确的是( )
A.静息时,膜外Na+浓度高于膜内K+浓度,因而表现出膜外正电位
B.给予适宜剌激后,受刺激部位的Na+大量内流,该过程不消耗ATP
C.在甲图中,②所示的结构属于反射弧的效应器
D.根据乙图膜内外电荷的分布情况,可判断a、c为未兴奋部位
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【题目】作物M的F1基因杂合,具有优良性状。F1自交形成自交胚的过程见途径1(以两对同源染色体为例)。改造F1相关基因,获得具有与F1优良性状一致的N植株,该植株在形成配子时,有丝分裂替代减数分裂,其卵细胞不能受精,直接发育成克隆胚,过程见途径2。据图回答:
(1)与途径1相比,途径2中N植株形成配子时由于有丝分裂替代减数分裂,不会发生由__________和_____________________________导致的基因重组,也不会发生染色体数目________________。
(2)基因杂合是保持F1优良性状的必要条件。以n对独立遗传的等位基因为例,理论上,自交胚与F1基因型一致的概率是________________,克隆胚与N植株基因型一致的概率是____________。通过途径___________获得的后代可保持F1的优良性状。
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【题目】为研究赤霉素(GA3)和生长素(IAA)对植物生长的影响,切取菟丝子茎顶端2.5cm长的(茎芽),置于培养液中无菌培养(图1)。实验分为A、B、C三组,分别培养至第1、8、15天,每组再用适宜浓度的激素处理30天,测量茎芽长度,结果见图2。下列说法错误的是( )
A.试管用滤膜封口是为了在不影响气体通过的情况下,起到防止污染的作用
B.用激素处理时应将IAA加在茎芽尖端
C.从图2中B组数据可知,两种激素联合处理对茎芽伸长生长的促进作用是GA3单独处理的2倍
D.A组数据未显示出GA3和IAA具有明显的协同关系,原因可能是A组茎芽中内源IAA的量较高
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【题目】人参皂甙具有抗肿瘤等作用,科研人员设计如图1所示流程制备人参皂甙Rg3,并研究了过程③生物反应器中人参细胞产量、人参皂甙Rg3产量随培养时间的变化,结果如图2。下列相关叙述正确的是( )
A.过程①体现了植物细胞的全能性
B.过程②常需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理将愈伤组织分散成单个细胞
C.过程③通常采用振荡培养,除有利于增加溶解氧外,还能防止细胞聚集
D.由图2可知,影响人参皂甙Rg3产量的因素是培养时间
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【题目】接种疫苗是目前预防微生物传染病最有效的措施。20世纪70年代开始,现代生物技术的迅猛发展使疫苗的硏制进入分子水平。下图是1986年通过基因工程制备乙肝表面抗原(HbsAg)从而获得乙肝疫苗的过程。
【1】如图所示①~⑤表示基因工程疫苗研制的步骤,其中步骤④是__________________,其中最多的大肠杆菌是_______(甲/乙/丙);需要使用限制酶的是步骤_________。(填编号)
【2】如图所示乙肝表面抗原基因最可能是乙肝病毒的_________。
A.全部致病基因B.全部不致病基因C.特有致病基因D.特有不致病基因
【3】过程⑥表示将乙肝表面抗原通过肌肉注射进入人体,在人体内发生如图所示的免疫反应,这个过程属于_________。
A.细胞免疫B.人工免疫C.体液免疫D.天然免疫
【4】近年来,科学家将病毒引诱到没有细胞器,也没有细胞核的成熟红细胞中,该方法给人类战胜病毒带来新的曙光。请根据上述信息及所学的知识分析该方法能防止病毒繁殖原因是____________________。
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【题目】基因在表达过程中如有异常,mRNA就会被细胞分解,下图是S基因的过程。下列有关叙述正确的是( )
A.异常mRNA的出现是基因突变的结果
B.图中所示的①为转录,②为翻译过程
C.图中②过程使用的酶是RNA复制酶
D.S基因中存在不能控制翻译成多肽链的片段
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【题目】脂蛋白(如图所示)是血脂在血液中的存在和运输形式。据图和所学知识,判断下列描述,正确的是( )
A.四种脂蛋白a部分所含各种化合物的比例相同
B.若该脂蛋白携带较多的胆固醇,则其颗粒体积比较大
C.c的结构特点决定它在脂蛋白和生物膜中的排列方式类似
D.若该脂蛋白是密度最小的脂蛋白,则其携带较多的甘油三酯
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【题目】在草原上散养的某家畜种群呈“S”型增长,其增长速率随时间的变化趋势如图所示,下列叙述中错误的是( )
A.种群增长速率在甲时,该种群的年龄结构为增长型
B.种群增长速率在乙时,该种群种群密度达到最大
C.若要持续尽可能多地收获该家畜,可以在丙点时适当捕获
D.种群增长速率为丁时对应的种群数量可随环境的变化而发生变化
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